Ortung: warum Laufzeit vor Pegel kommt

Die Ohren stehen etwa 17 Zentimeter auseinander. Schall von der Seite erreicht das nähere Ohr rund 0,6 Millisekunden früher als das fernere. Aus diesem winzigen Unterschied und zwei weiteren Größen konstruiert das Gehör die Richtung.

Die drei Mechanismen

Laufzeitunterschied. Er ist die genaueste Information und wird unterhalb von etwa 1,5 Kilohertz ausgewertet. Bis dahin ist die Wellenlänge größer als der Kopfdurchmesser, sodass die Phasenlage eindeutig bleibt. Die Auflösung ist bemerkenswert: Unterschiede ab etwa zehn Mikrosekunden sind auswertbar, das entspricht einer Winkelauflösung von ein bis zwei Grad in der Mitte.

Pegelunterschied. Oberhalb von etwa 1,5 Kilohertz wird die Wellenlänge kleiner als der Kopf, und der Kopf wirft einen Schatten. Jetzt trägt der Pegelunterschied die Information, während die Phasenlage mehrdeutig wird.

Spektrale Färbung durch die Ohrmuschel. Sie unterscheidet vorn von hinten und oben von unten, denn dort sind Laufzeit und Pegel für beide Ohren gleich. Die Färbung ist individuell verschieden, weil jede Ohrmuschel anders geformt ist.

Wie daraus eine Stereobühne wird

Bei einer Stereoaufnahme gibt es keine Schallquelle in der Mitte. Wenn beide Lautsprecher dasselbe Signal gleich laut abgeben, erreicht der Schall beide Ohren symmetrisch, und das Gehör setzt das Ereignis in die Mitte. Diese Phantomschallquelle ist eine Konstruktion der Wahrnehmung.

Daraus folgen zwei praktische Konsequenzen. Erstens ist Symmetrie entscheidend: Schon zehn Zentimeter Unterschied im Wandabstand oder ein Dezibel Pegeldifferenz verschieben die Mitte hörbar, siehe Aufstellung und Hörplatz. Zweitens ist die Bühne fragil gegenüber frühen Reflexionen: Eine starke Reflexion von der Seitenwand kann die Ortung verwischen, obwohl der Präzedenzeffekt die Richtung im Grundsatz schützt.

Was das für Lautsprecher bedeutet

Ein Lautsprecherpaar sollte möglichst gleich sein. Serienstreuung von mehr als einem Dezibel im Mittel- und Hochtonbereich führt zu einer schiefen Bühne, die sich mit dem Balanceregler nur global, nicht frequenzabhängig ausgleichen lässt. Sorgfältige Hersteller messen Paare ein und liefern sie zusammen aus.

Ebenso wichtig ist ein gleichmäßiges Abstrahlverhalten. Wenn der zur Seitenwand abgestrahlte Schall eine andere Klangfarbe hat als der Direktschall, liefert die Reflexion eine widersprüchliche Information. Das Ergebnis ist eine diffuse Bühne trotz sauberem Frequenzgang auf Achse, siehe Richtwirkung und Abstrahlverhalten.

Zeitliche Feinheiten und ihre Grenzen

Die hohe zeitliche Auflösung bei der Ortung wird gelegentlich als Beleg dafür angeführt, dass das Gehör Zeitfehler von Mikrosekunden generell wahrnimmt. Das trifft so nicht zu: Der Vergleich findet zwischen den Ohren statt, nicht innerhalb eines Kanals. Für Fehler, die auf beiden Kanälen identisch auftreten, gelten die deutlich gröberen Schwellen der Gruppenlaufzeit.

Relevant bleibt der Zusammenhang trotzdem, denn Unterschiede zwischen linkem und rechtem Lautsprecher wirken genau in dem Bereich, in dem das Gehör am genauesten arbeitet. Für die Praxis heißt das: Ein sauber aufgestelltes Paar identischer Lautsprecher bringt für die Abbildung mehr als jede Elektronikinvestition.